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【摘 要】本文主要讨论一种基于单片机的远程自动语音报警系统。该系统在外人非法入侵或者发生自然灾害（如火灾，水灾，煤气中毒）时，可以通过固定电话拨出预设的电话号码，语音播放警报信息，从而避免事态进一步扩大。该系统可直接植入现有的电话线路网络，无需重新安装，可扩展各种功能。该系统性能可靠、成本低、功能强大，可以广泛地应用于城市社区，有应用价值。
【关键词】单片机；DTMF；铃流检测；语音报警
对于大多数城市双职工家庭来讲，白天在单位上班时家中没人照看，如果此时家中不幸发生了入室盗窃或者是火灾、煤气泄漏等非人为灾害时，就可能造成较大的损失。如何能在第一时间得到通知，及时报警或者迅速赶回家中处理成为大多数人的迫切要求。随着电话、移动手机网络的普及，这一要求已经能够实现了。
一、系统总体设计
整个报警系统如图1所示。由该系统框图可以知道，该系统由五部分组成：AT89S52单片机，模拟摘、挂机电路，双音多频信号编、解码芯片MT8880，语音芯片ISD2590，探测器系统，其中单片机是整个系统的控制核心。当用户离开家居时，接通系统电源完成整个系统的监控功能，主控单片机不断循环检测探测器是否有异常信号输入。探测器由探测元件和相应的电路组成，当检测到有警情时，发出一个中断信号给单片机。单片机根据输入端口识别出是哪一种警情，启动模拟摘机电路，并置MT8880为呼叫处理模式，检测电路信号音是否有接通交换局的拨号音。当检测到为拨号音时，单片机将预存的电话号码送入MT8880，置MT8880为双音频模式。MT8880将电话号码转化为双音多频信号送到固定电话线路上，从而完成拨号的过程。当MT8880电话号码全部拨完后，AT89S52置MT8880为呼叫处理模式，检测电话线路信号音的类型。如果遇到忙音则立即启动下一个号码的拨号程序；如果是回铃音时则等待对方摘机的信号，摘机后启动语音播放的子程序，播放出事先录制的报警语音。如果拨通电话但对方一直无人摘机，则在等待一段时间（一般为60秒）后启动下一个号码的拨号程序。整个拨号过程中如果电话都接不通，则循环拨打预存的电话号码直至有人接听。播放完语音后单片机启动模拟挂机电路，挂断电话并消除警情中断信号。单片机启动计时器计时10分钟后再重新检测警情接口是否仍有报警信号，然后启动相应的程序。从而完成整个系统的电话报警功能。
二、系统硬件设计
系统硬件包括：探测器功能模块，单片机系统AT89S52，双音多频信号收发器MT8880，模拟摘机、挂机电路及语音提示电路五部分。（1）探测器功能模块、探测器也叫传感器，每个传感器分别通过一条信号线与单片机I/ O 口相连。在本系统中，探测器并未使用专门的传感器芯片，一方面是系统对探测信号的输入要求不高，另一方面用简单的电路实现，可节约成本。如图2所示，为门磁探测器（a）、热敏探测器 （b）、红外探测器（c）。当正常状态时，输出端保持低电平，当发生异常时，各电路导通，使得输出端输出4.6V的电压，驱动单片机报警工作。
（2）单片机系统AT89S52。如图3所示，其中p1.0～p1.3与MT8880的D0～D3连接，用于数据的传送；p1.4～p1.6、p3.4与MT8880的控制端连接，用与MT8880工作模式的控制；p3.6、p3.7和ISD2590的PD、CE引脚连接，用于2590放音的控制端口；P0端口连接探测器输出端口，用于报警信号的检测。
（3）双音多频信号收发器MT8880。MT8880是是一种具有
Intel 微处理器接口功能的双音多频（DTMF）发送和接收器件。采用CMOS工艺制造，功耗低，可靠性高。MT8880内部电路由收发电路、振荡器和电源偏置电路组成。收码电路包括信号放大、拨号音抑制滤波、输入信号的高低频带通滤波、译码及锁存等功能；发码电路包括数据锁存、行列计数、D／A转换和混频等功能。（4）拨号模式。将MT8880置DTMF模式，数据输入脚D0～D3连接单片机，输入预设电话号码，通过内部可编程行列分频器、D/A变换器，合成DTMF信号，通过TONE引脚耦合到电话线路上，完成拨号功能。电话线路信号状态有三种：摘机态、忙音态、回铃音态。三种状态电路均为频率为450±25Hz 的交流信号。拨号音为是连续的信号音；回铃音是5s断续的信号音，即1s 通，4s断；忙音是0.7s 断续的信号音，即0.35s通，0.35s 断。要实现以上功能，首先将MT8880设置为呼叫处理（call）模式，通过IN引脚电路从呼叫信号音中检测电话呼叫过程的各种信号音，只要信号频率落在320～510 有效检测频率范围内，片内呼叫处理滤波器便可滤出，经过限幅得到的方波由IRO/CP端输出，通过与单片机接口，调用信号音判断子程序，完成对于信号音的分析和确定呼叫的性质。若无信号输出，则保持低电平。（5）模拟摘机、挂机电路。根据通信协议规定：程控电话交换机对电话摘机的响应是电话线回路直流电流突然增大为30mA左右。所以，使得电信局交换机检测到回路电流变大则可以实现摘机状态；当回路没有直流电流则实现挂机状态。如图4所示，欲实现模拟摘机状态时，单片机控制引脚（P3.1）输入一个高电平到三极管的基极，三极管会导通，从而使继电器的常开端闭合，接上电话线，实现模拟摘机的效果；当欲挂断电话时，单片机控制引脚（P3.1）返回低电平，三极管截止，继电器释放，从而实现了模拟挂机。
（6）语音提示电路。语音芯片选用ISD2500系列单片语音录放集成电路ISD2590，它采用CMOS工艺，具有抗断电、音质好，使用方便，无须专用的开发系统等优点。录音时间为90 秒，能重复录放达10万次。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，省去了A/D、D/A转换器。每个采样值直接存储在片内单个E2PROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。
参 考 文 献
[1]李朝青．PC机及单片机数据通信技术[M]．北京航空航天大学出版社，30～43
[2]赵亮，候国锐．单片机的C语言应用程序设计[M]．人民邮电出版社
[3]王振鸿，李洋，王昌远．基于DTMF收发器MT8880的智能通讯预警系统[J]．电子工程师. 2001（12）
[4]熊杰．单片机与PC机的串行通信[J]．企业导报．2010（5）
[5]高玉芹．多功能自动拨号报警系统[J]．计算机应用
[6]陈劲松，程新明，魏忠，郭盛刚．DTMF信号接收/发送芯片MT88
88在通信中的应用[J]．空军雷达学院学报
【关键词】单片机；DTMF；铃流检测；语音报警
对于大多数城市双职工家庭来讲，白天在单位上班时家中没人照看，如果此时家中不幸发生了入室盗窃或者是火灾、煤气泄漏等非人为灾害时，就可能造成较大的损失。如何能在第一时间得到通知，及时报警或者迅速赶回家中处理成为大多数人的迫切要求。随着电话、移动手机网络的普及，这一要求已经能够实现了。
一、系统总体设计
整个报警系统如图1所示。由该系统框图可以知道，该系统由五部分组成：AT89S52单片机，模拟摘、挂机电路，双音多频信号编、解码芯片MT8880，语音芯片ISD2590，探测器系统，其中单片机是整个系统的控制核心。当用户离开家居时，接通系统电源完成整个系统的监控功能，主控单片机不断循环检测探测器是否有异常信号输入。探测器由探测元件和相应的电路组成，当检测到有警情时，发出一个中断信号给单片机。单片机根据输入端口识别出是哪一种警情，启动模拟摘机电路，并置MT8880为呼叫处理模式，检测电路信号音是否有接通交换局的拨号音。当检测到为拨号音时，单片机将预存的电话号码送入MT8880，置MT8880为双音频模式。MT8880将电话号码转化为双音多频信号送到固定电话线路上，从而完成拨号的过程。当MT8880电话号码全部拨完后，AT89S52置MT8880为呼叫处理模式，检测电话线路信号音的类型。如果遇到忙音则立即启动下一个号码的拨号程序；如果是回铃音时则等待对方摘机的信号，摘机后启动语音播放的子程序，播放出事先录制的报警语音。如果拨通电话但对方一直无人摘机，则在等待一段时间（一般为60秒）后启动下一个号码的拨号程序。整个拨号过程中如果电话都接不通，则循环拨打预存的电话号码直至有人接听。播放完语音后单片机启动模拟挂机电路，挂断电话并消除警情中断信号。单片机启动计时器计时10分钟后再重新检测警情接口是否仍有报警信号，然后启动相应的程序。从而完成整个系统的电话报警功能。
二、系统硬件设计
系统硬件包括：探测器功能模块，单片机系统AT89S52，双音多频信号收发器MT8880，模拟摘机、挂机电路及语音提示电路五部分。（1）探测器功能模块、探测器也叫传感器，每个传感器分别通过一条信号线与单片机I/ O 口相连。在本系统中，探测器并未使用专门的传感器芯片，一方面是系统对探测信号的输入要求不高，另一方面用简单的电路实现，可节约成本。如图2所示，为门磁探测器（a）、热敏探测器 （b）、红外探测器（c）。当正常状态时，输出端保持低电平，当发生异常时，各电路导通，使得输出端输出4.6V的电压，驱动单片机报警工作。
（2）单片机系统AT89S52。如图3所示，其中p1.0～p1.3与MT8880的D0～D3连接，用于数据的传送；p1.4～p1.6、p3.4与MT8880的控制端连接，用与MT8880工作模式的控制；p3.6、p3.7和ISD2590的PD、CE引脚连接，用于2590放音的控制端口；P0端口连接探测器输出端口，用于报警信号的检测。
（3）双音多频信号收发器MT8880。MT8880是是一种具有
Intel 微处理器接口功能的双音多频（DTMF）发送和接收器件。采用CMOS工艺制造，功耗低，可靠性高。MT8880内部电路由收发电路、振荡器和电源偏置电路组成。收码电路包括信号放大、拨号音抑制滤波、输入信号的高低频带通滤波、译码及锁存等功能；发码电路包括数据锁存、行列计数、D／A转换和混频等功能。（4）拨号模式。将MT8880置DTMF模式，数据输入脚D0～D3连接单片机，输入预设电话号码，通过内部可编程行列分频器、D/A变换器，合成DTMF信号，通过TONE引脚耦合到电话线路上，完成拨号功能。电话线路信号状态有三种：摘机态、忙音态、回铃音态。三种状态电路均为频率为450±25Hz 的交流信号。拨号音为是连续的信号音；回铃音是5s断续的信号音，即1s 通，4s断；忙音是0.7s 断续的信号音，即0.35s通，0.35s 断。要实现以上功能，首先将MT8880设置为呼叫处理（call）模式，通过IN引脚电路从呼叫信号音中检测电话呼叫过程的各种信号音，只要信号频率落在320～510 有效检测频率范围内，片内呼叫处理滤波器便可滤出，经过限幅得到的方波由IRO/CP端输出，通过与单片机接口，调用信号音判断子程序，完成对于信号音的分析和确定呼叫的性质。若无信号输出，则保持低电平。（5）模拟摘机、挂机电路。根据通信协议规定：程控电话交换机对电话摘机的响应是电话线回路直流电流突然增大为30mA左右。所以，使得电信局交换机检测到回路电流变大则可以实现摘机状态；当回路没有直流电流则实现挂机状态。如图4所示，欲实现模拟摘机状态时，单片机控制引脚（P3.1）输入一个高电平到三极管的基极，三极管会导通，从而使继电器的常开端闭合，接上电话线，实现模拟摘机的效果；当欲挂断电话时，单片机控制引脚（P3.1）返回低电平，三极管截止，继电器释放，从而实现了模拟挂机。
（6）语音提示电路。语音芯片选用ISD2500系列单片语音录放集成电路ISD2590，它采用CMOS工艺，具有抗断电、音质好，使用方便，无须专用的开发系统等优点。录音时间为90 秒，能重复录放达10万次。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，省去了A/D、D/A转换器。每个采样值直接存储在片内单个E2PROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。
参 考 文 献
[1]李朝青．PC机及单片机数据通信技术[M]．北京航空航天大学出版社，30～43
[2]赵亮，候国锐．单片机的C语言应用程序设计[M]．人民邮电出版社
[3]王振鸿，李洋，王昌远．基于DTMF收发器MT8880的智能通讯预警系统[J]．电子工程师. 2001（12）
[4]熊杰．单片机与PC机的串行通信[J]．企业导报．2010（5）
[5]高玉芹．多功能自动拨号报警系统[J]．计算机应用
[6]陈劲松，程新明，魏忠，郭盛刚．DTMF信号接收/发送芯片MT88
88在通信中的应用[J]．空军雷达学院学报